基于Android系統(tǒng)的院外綜合控糖APP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

戴文彪 何紅 石榮輝 孫俐 陳澤游 趙德衡

摘 要：基于Android系統(tǒng)的院外綜合控糖APP以Android智能手機(jī)平臺(tái)為依托，以糖尿病治療的“五駕馬車(chē)”為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了健康宣教、運(yùn)動(dòng)記錄、血糖監(jiān)測(cè)、健康飲食等模塊。為患者提供了一個(gè)從院內(nèi)健康宣教到院外綜合血糖管理再到基于個(gè)性化健康數(shù)據(jù)復(fù)診服務(wù)的閉環(huán)服務(wù)。院外綜合控糖APP的推廣與完善，將幫助患者、醫(yī)生進(jìn)行院內(nèi)外血糖管理。本文對(duì)該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、頁(yè)面設(shè)計(jì)、血糖儀與手機(jī)的藍(lán)牙通信、數(shù)據(jù)云端傳輸技術(shù)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：Android系統(tǒng)；院外綜合控糖；閉環(huán)服務(wù)；五駕馬車(chē)；血糖管理

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：The application for controlling patients blood sugar based on the android system is easily accessible for smart phone users，featuring in the functions based on the "five carriages" of diabetes treatment which include health education，exercise log，blood sugar monitoring，healthy diet，etc.The application provides a closed-loop service for patients including in-hospital health education，out-of-hospital sugar control and further consultation service based on personalized health data.The promotion and improvement of the Application for controlling patients blood sugar will help patients and doctors carry out blood sugar management both inside and outside the hospital.The paper elaborates on the database design， the page design，the bluetooth communication between the blood glucometer and the mobile phone and the cloud technology for data transmission.

Keywords：android system；out-of-hospital comprehensive blood sugar control；closed-loop service；five carriages；blood

sugar management

1 引言（Introduction）

近年來(lái)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展、人們生活方式的轉(zhuǎn)變、飲食結(jié)構(gòu)的改變和人口老齡化的加劇，糖尿病發(fā)病率在我國(guó)呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)[1]，2007至2008年的糖尿病流行病學(xué)調(diào)查顯示，我國(guó)糖尿病患病率為9.7%，已成為全世界糖尿病患病人數(shù)最多的國(guó)家[2]。相關(guān)數(shù)據(jù)表明2013年全球糖尿病患者已達(dá)到3.82億人，且預(yù)計(jì)在2035年時(shí)這一數(shù)字將變?yōu)?.92億人[3]。目前尚無(wú)根治糖尿病的方法，但可以通過(guò)多種治療手段可以控制好糖尿病。

目前患者主要是通過(guò)血糖儀進(jìn)行血糖監(jiān)測(cè)，以記錄本記錄血糖值的形式反饋給醫(yī)生。但存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、醫(yī)生沒(méi)有足夠時(shí)間全面了解患者情況的問(wèn)題。在這種情形下開(kāi)發(fā)“院外綜合控糖APP”，將傳統(tǒng)的血糖管理模式與智能手機(jī)相結(jié)合，將糖尿病患者的基礎(chǔ)信息、歷次檢查結(jié)果、飲食、運(yùn)動(dòng)、糖尿病治療等個(gè)性化數(shù)據(jù)相結(jié)合，向患者提供健康宣教、專(zhuān)家指導(dǎo)、院外隨訪(fǎng)、運(yùn)動(dòng)追蹤和基于個(gè)性化健康數(shù)據(jù)的復(fù)診服務(wù)。從而幫助患者真正的達(dá)到管好血糖的效果。

2 基于Android系統(tǒng)的院外綜合控糖APP設(shè)計(jì)

（Design and of comprehensive out of hospital

sugar control APP based on android system）

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，由藍(lán)牙智能血糖儀、院外綜合控糖APP手機(jī)軟件、血糖管理云數(shù)據(jù)庫(kù)組成。藍(lán)牙智能血糖儀可幫助測(cè)量患者血糖，既可以獨(dú)立使用，又可以通過(guò)藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)軟件中。APP在接收到藍(lán)牙智能血糖儀的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，形成動(dòng)態(tài)的圖表，將近期數(shù)據(jù)直觀的反饋給患者。并且APP還整合了健康宣教、運(yùn)動(dòng)記錄、親情關(guān)懷、專(zhuān)家指導(dǎo)等功能，最大限度滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求。云數(shù)據(jù)庫(kù)的搭建，保證了用戶(hù)數(shù)據(jù)的安全、方便了用戶(hù)數(shù)據(jù)的同步。

2.2 系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)

針對(duì)老年糖尿病患者不能熟練使用智能手機(jī)管理血糖的問(wèn)題，提出解決方案；軟件設(shè)計(jì)為兩種模式：簡(jiǎn)易模式和完全模式（同類(lèi)軟件未見(jiàn)）。簡(jiǎn)易模式功能包括：語(yǔ)音播報(bào)健康宣教和親情關(guān)懷、智能提醒、血糖記錄功能，并放大字體，老年患者使用簡(jiǎn)易模式，簡(jiǎn)單方便，無(wú)需復(fù)雜的操作即可享受服務(wù)，家屬可使用完全模式幫助老人管理血糖，普通患者可選擇簡(jiǎn)易模式或完全模式。完全模式包含了除簡(jiǎn)易模式外的專(zhuān)家指導(dǎo)、健康飲食、院外隨訪(fǎng)、運(yùn)動(dòng)記錄功能，所記錄的數(shù)據(jù)將會(huì)自動(dòng)同步到云端。如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要功能包括：健康宣教、院外隨訪(fǎng)、血糖監(jiān)測(cè)、專(zhuān)家指導(dǎo)、親情關(guān)懷、健康飲食、智能提醒、運(yùn)動(dòng)記錄，如圖3所示。

健康宣教：該模塊提供糖尿病相關(guān)的飲食，運(yùn)動(dòng)，用藥等知識(shí)。老年患者可以通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)獲取相關(guān)信息，普通患者通過(guò)完全模式可選擇語(yǔ)音和文字兩種宣教模式。

院外隨訪(fǎng)：醫(yī)生通過(guò)本APP得到病人近期反饋的個(gè)性化健康數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的問(wèn)卷，對(duì)病人進(jìn)行更具有針對(duì)性的隨訪(fǎng)。

血糖監(jiān)測(cè)：患者利用智能設(shè)備（例如智能血糖儀）測(cè)得數(shù)據(jù)，自動(dòng)傳輸?shù)紸PP中，也可手動(dòng)輸入。同時(shí)對(duì)患者日常的血糖數(shù)據(jù)長(zhǎng)期跟蹤記錄，形成動(dòng)態(tài)圖表，方便醫(yī)生對(duì)患者的診斷。當(dāng)患者血糖值多次處于不正常值時(shí)，APP為患者提供智能預(yù)警建議患者詢(xún)問(wèn)線(xiàn)上專(zhuān)家或及時(shí)就醫(yī)等。

專(zhuān)家指導(dǎo)：患者可通過(guò)文字或語(yǔ)音的方式咨詢(xún)?cè)诰€(xiàn)醫(yī)生或用戶(hù)綁定的初診醫(yī)生。醫(yī)生通過(guò)本APP獲取患者近期的個(gè)性化健康數(shù)據(jù)，從而為患者提出個(gè)性化的診療和用藥調(diào)整等意見(jiàn)。

親情關(guān)懷：患者與患者家屬可通過(guò)語(yǔ)音或文字的溝通，傳遞溫暖。

健康飲食：為病人推送針對(duì)糖尿病并結(jié)合患者個(gè)人健康數(shù)據(jù)的營(yíng)養(yǎng)食譜。

智能提醒：患者在遇到緊急狀況，如低血糖即將暈倒時(shí)，患者開(kāi)啟緊急模式：向病人家屬和醫(yī)生發(fā)送病人預(yù)先編輯好的緊急信息。患者手機(jī)發(fā)出警報(bào)，并且屏幕會(huì)顯示患者預(yù)先存入的緊急信息，以便周?chē)娜耸┮栽?。為患者生命提供保障?/p>

運(yùn)動(dòng)記錄：為患者記錄每日的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及運(yùn)動(dòng)量。

2.4 院內(nèi)外閉環(huán)服務(wù)

院外綜合控糖APP為患者提供了一個(gè)院內(nèi)外綜合控糖服務(wù)。

院內(nèi)：在住院或門(mén)診期間，糖尿病患者使用本項(xiàng)目APP在醫(yī)護(hù)人員協(xié)助下開(kāi)展健康教育服務(wù)，醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)患者自我測(cè)評(píng)的結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性的教育?；颊呖稍趯?zhuān)家指導(dǎo)模塊選擇自己的初診醫(yī)生，方便院后進(jìn)行追蹤指導(dǎo)。

院外：糖尿病患者通過(guò)智能可穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)血糖、血壓的監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)導(dǎo)入到APP中形成個(gè)性化健康數(shù)據(jù)；醫(yī)護(hù)針對(duì)患者個(gè)性化健康數(shù)據(jù)對(duì)患者進(jìn)行專(zhuān)家指導(dǎo)、用藥調(diào)整，復(fù)診時(shí)參考患者的個(gè)性化健康數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化診治。

市面上大部分血糖管理軟件只是滿(mǎn)足了患者所需的部分功能，不能為患者提供一個(gè)系統(tǒng)化的服務(wù)。而院外綜合控糖APP致力于為患者提供，從院內(nèi)宣教到院外綜合血糖管理再到基于個(gè)性化數(shù)據(jù)的復(fù)診的這樣一個(gè)院內(nèi)外閉環(huán)服務(wù)，如圖4所示。

2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

院外綜合控糖APP的數(shù)據(jù)庫(kù)，采用Andriod Stdio的SQLite工具設(shè)計(jì)，主要包含了醫(yī)生信息表、患者提問(wèn)表、問(wèn)題類(lèi)別表、患者信息表、健康資訊表、血糖記錄表、血壓記錄表等表。

以血糖數(shù)據(jù)記錄表為例（詳見(jiàn)表1）。

3 基于Android系統(tǒng)的院外綜合控糖APP實(shí)現(xiàn)

（Implementation of comprehensive out of hospital

sugar control APP based on android system）

3.1 APP頁(yè)面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)頁(yè)面主要包括：用戶(hù)注冊(cè)登錄頁(yè)面、主頁(yè)面、健康資訊頁(yè)面、專(zhuān)家指導(dǎo)頁(yè)面、個(gè)人資料頁(yè)面等頁(yè)面。

以下模擬用戶(hù)的查看血糖數(shù)據(jù)的一次操作：用戶(hù)打開(kāi)APP后進(jìn)入主頁(yè)面（圖5），登錄后打開(kāi)個(gè)人資料（圖6），點(diǎn)擊“血糖”模塊進(jìn)入血糖數(shù)據(jù)記錄中心（圖7），患者可查看近幾次的血糖值及波動(dòng)變化。

3.2 血糖儀與手機(jī)的藍(lán)牙通信的實(shí)現(xiàn)

藍(lán)牙私密性好、速率高、功耗小，能夠滿(mǎn)足智能血糖儀長(zhǎng)時(shí)間通訊的要求。通過(guò)藍(lán)牙4.0BLE，將血糖儀與Android手機(jī)進(jìn)行連接，測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙自動(dòng)傳輸?shù)娇蛻?hù)端中?？蛻?hù)端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、處理，最終將數(shù)據(jù)同步到云數(shù)據(jù)庫(kù)中。

當(dāng)家庭移動(dòng)設(shè)備端和藍(lán)牙數(shù)據(jù)采集設(shè)備建立連接后，讀取藍(lán)牙數(shù)據(jù)采集設(shè)備提供的應(yīng)用數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行GATT數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)現(xiàn)，給出想要發(fā)現(xiàn)的主服務(wù)的UUID，只有主服務(wù)UUID匹配，才能獲得GATT數(shù)據(jù)服務(wù)[4]。設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒倘鐖D8所示傳輸流程圖。

藍(lán)牙通信讀取數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

（1）通過(guò)查詢(xún)低功耗藍(lán)牙（BLE）的數(shù)據(jù)手冊(cè)可以得到所需要的UUID，如圖9所示。

（2）有了這兩個(gè)Service和characteristic的UUID，就可以對(duì)藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)。代碼如下：

mnotyGattService=mBluetoothLeService.getSupportedGattServices（UUID.fromString（"0000ffe5-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //通過(guò)主服務(wù)UUID，獲得主服務(wù)

characteristic=mnotyGattService.getCharacteristic

（UUID.fromString（"0000ffe9-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //獲得服務(wù)對(duì)應(yīng)的特性

readMnotyGattService=mBluetoothLeService.getSupportedGattServices（UUID.fromString（"0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //獲得讀數(shù)據(jù)服務(wù)

readCharacteristic=readMnotyGattService.getCharacteristic（UUID.fromString（"0000ffe4-0000-1000-8000-00805f9b34fb"））； //獲得讀數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)應(yīng)的特性

（3）得到這兩個(gè)Service和characteristic就可以讀取藍(lán)牙設(shè)備數(shù)據(jù)了。代碼如下：

private void read（） {mBluetoothLeService.readCharacteristic（readCharacteristic）； //讀取相應(yīng)的特性值 mBluetoothLeService.setCharacteristicNotification（readCharacteristic，true）； //readCharacteristic的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，發(fā)出通知}

實(shí)現(xiàn)結(jié)果：血糖試紙采用工程試紙模擬測(cè)量，經(jīng)測(cè)試，在藍(lán)牙智能血糖儀采集數(shù)據(jù)并發(fā)送時(shí)，APP手機(jī)客戶(hù)端可以通過(guò)藍(lán)牙接收到藍(lán)牙智能血糖儀采集的生理指標(biāo)，血糖儀顯示如圖10所示，手機(jī)端顯示如圖11所示。

3.3 數(shù)據(jù)云端傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本項(xiàng)目中的云數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)接口采用WEBAPI部署，WEBAPI是一種能輕易地給許多客戶(hù)端提供HTTP服務(wù)的框架，是一個(gè)在.NET組織框架中構(gòu)建RESTful應(yīng)用程序的理想平臺(tái)[5]。WEBAPI包含了四種標(biāo)準(zhǔn)的請(qǐng)求：GET請(qǐng)求、POST請(qǐng)求、PUT請(qǐng)求和DELETE請(qǐng)求。這些請(qǐng)求分別對(duì)應(yīng)如下的幾個(gè)基本操作項(xiàng)：

（1）GET：得到數(shù)據(jù)列表（默認(rèn)），或者得到一條實(shí)體數(shù)據(jù)。

（2）POST：添加服務(wù)端添加一條記錄，記錄實(shí)體為Form對(duì)象。

（3）PUT：添加或修改服務(wù)端的一條記錄，記錄實(shí)體的Form對(duì)象，記錄主鍵以GET方式進(jìn)行傳輸。

（4）DELETE：刪除服務(wù)端的一條記錄。

WEBAPI接口建立后，客戶(hù)端APP通過(guò)發(fā)送HTTP的相應(yīng)操作請(qǐng)求獲取，對(duì)阿里云數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的患者的血糖等數(shù)據(jù)進(jìn)行添加或刪除操作，手機(jī)客戶(hù)端接收服務(wù)器返回的JSON格式數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后呈現(xiàn)給用戶(hù)。方便了患者對(duì)血糖管理相關(guān)數(shù)據(jù)的及時(shí)存儲(chǔ)，也保障了患者的數(shù)據(jù)安全。

4 測(cè)試及試運(yùn)行（Test and trial run）

通過(guò)對(duì)?？谑泻Ｄ厢t(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院患者的測(cè)試反饋調(diào)查，隨機(jī)抽取住院部?jī)?nèi)分泌科部分糖尿病患者作為體驗(yàn)用戶(hù)，血糖測(cè)量結(jié)果同患者病例血糖結(jié)果基本一致，健康宣教，專(zhuān)家指導(dǎo)等功能比較實(shí)用。大部分患者認(rèn)為功能設(shè)計(jì)合理，模塊設(shè)計(jì)人性化，有一定的市場(chǎng)利用價(jià)值；小部分患者認(rèn)為頁(yè)面不夠美觀，APP操作有一定難度。

5 結(jié)論（Conclusion）

綜上所述，本文著重描寫(xiě)了院外綜合控糖APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)針對(duì)糖尿病血糖管理的健康宣教、院后隨訪(fǎng)、藥物治療、飲食治療、運(yùn)動(dòng)治療的“五駕馬車(chē)”，為患者提供一個(gè)系統(tǒng)化精細(xì)化的院內(nèi)外綜合控糖服務(wù)。試運(yùn)行基本完成主要功能，但也存在一些問(wèn)題，頁(yè)面美觀度不夠，用戶(hù)操作APP有困難，還需對(duì)APP頁(yè)面進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，幫助用戶(hù)更加方便的使用本APP管理血糖。院外綜合控糖APP的推廣與完善，將幫助患者、醫(yī)生進(jìn)行院內(nèi)外血糖管理，方便醫(yī)患溝通，提高醫(yī)生工作效率，提高疾病院外控制的質(zhì)量，優(yōu)化院內(nèi)外血糖管理流程，促進(jìn)醫(yī)療整體發(fā)展與多學(xué)科合作，順應(yīng)了新時(shí)代下“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展潮流。

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[5] 鄭略略，陳躍軍，王映龍.基于WebAPI移動(dòng)醫(yī)生站的應(yīng)用與研究[J].科技信息，2013（23）：110-111.

作者簡(jiǎn)介：

戴文彪（1996-），男，本科生.研究領(lǐng)域：信息管理與信息系統(tǒng).

何 紅（1966-），女，學(xué)士，高級(jí)工程師.研究領(lǐng)域：軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā).本文通訊作者.

石榮輝（1993-），男，本科生.研究領(lǐng)域：信息管理與信息系統(tǒng).

孫 俐（1994-），女，本科生.研究領(lǐng)域：信息管理與信息系統(tǒng).

陳澤游（1993-），男，本科生.研究領(lǐng)域：信息管理與信息系統(tǒng).

趙德衡（1993-），男，本科生.研究領(lǐng)域：臨床醫(yī)學(xué).